本發(fā)明涉及物聯網設備，具體為一種基于融合通信的物聯網設備。

背景技術：

1、隨著物聯網技術的快速發(fā)展，各類智能設備在工業(yè)、農業(yè)、家居、城市管理等領域的應用日益廣泛，然而物聯網設備的通信環(huán)境復雜多樣，不同場景對通信協議的傳輸距離、帶寬、功耗及組網能力提出了差異化需求，傳統(tǒng)物聯網設備通常采用單一通信協議，僅支持wifi、lora或藍牙通信協議，導致其應用場景受限。

2、專利cn113473404b公開了一種基于寬窄帶融合的農業(yè)物聯網通信方法及設備，上述專利通過對傳感數據進行數據融合以及網絡帶寬自適應分配，實現了寬窄帶通信傳輸。

3、上述專利實現了寬窄帶通信傳輸，但在多協議融合通信方面仍有優(yōu)化空間。

4、為此，本技術提出了一種能夠實現多協議融合通信的物聯網設備。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于融合通信的物聯網設備，以解決上述背景技術中提出的傳統(tǒng)物聯網設備采用單一通信協議導致其應用場景受限的技術問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種基于融合通信的物聯網設備，包括天線和多協議融合通信模塊，所述天線通過第一數據線接入到多協議融合通信模塊中；

3、所述多協議融合通信模塊包括：多協議電路板、多協議處理器、wifi芯片、lora芯片、zigbee芯片、藍牙芯片和引腳；

4、所述多協議電路板外壁側面設置有第六通信接口，第六通信接口通過第一數據線與天線相連接，所述多協議電路板外壁頂端通過引腳與wifi芯片、lora芯片、zigbee芯片和藍牙芯片相連接，所述多協議電路板外壁頂端安裝有多協議處理器。

5、優(yōu)選的，所述多協議電路板外壁側面設置有第一通信接口，第一通信接口與第二數據線的一端相連接，第二數據線的另一端接入到智能切換模塊中；

6、所述智能切換模塊包括：智能切換電路板、連接桿、智能切換處理器和引腳；

7、智能切換電路板外壁側面設置有第二通信接口，第二通信接口與第二數據線相連接，智能切換電路板外壁頂端通過引腳與智能切換處理器相連接，智能切換電路板外壁頂端安裝有四個連接桿，連接桿外壁頂端連接有多協議電路板。

8、優(yōu)選的，所述多協議電路板外壁側面設置有第三通信接口，第三通信接口與第三數據線相連接，第三數據線的另一端接入到安全加密模塊；

9、所述安全加密模塊包括：加密電路板、加密芯片和引腳；

10、加密電路板外壁側面設置有第九通信接口，第九通信接口與第三數據線相連接，加密電路板通過引腳與加密芯片相連接。

11、優(yōu)選的，所述智能切換電路板外壁側面設置有第七通信接口，第七通信接口與第六數據線相連接，第六數據線另一端接入到環(huán)境感知模塊；

12、所述環(huán)境感知模塊包括：感知電路板、微處理器和引腳；

13、感知電路板外壁側面設置有第八通信接口，第八通信接口，第八通信接口與第六數據線相連接，感知電路板通過引腳與微處理器相連接。

14、優(yōu)選的，所述微處理器外壁側面設置有第四通信接口和第五通信接口，第四通信接口與第四數據線相連接，第四數據線另一端通過進線口與信號強度傳感器相連接，第五通信接口與第五數據線相連接，第五數據線另一端通過進線口與距離傳感器相連接；

15、信號強度傳感器包括：信號接收和信號強度計算；

16、信號接收通過信號強度傳感器內置的接收器接收來自目標信號源的信號；

17、信號強度計算通過電壓測量法來計算，通過測量信號的電壓有效值來衡量；

18、距離傳感器包括超聲波測距，通過發(fā)射和接收超聲波脈沖來測量距離，傳感器發(fā)出超聲波，當超聲波遇到障礙物時會反射回來，傳感器接收到反射波后，根據發(fā)射和接收的時間差以及超聲波在空氣中的傳播速度，計算出傳感器與障礙物之間的距離。

19、優(yōu)選的，所述天線外壁底端連接在外殼上，外殼外壁頂部安裝有信號強度傳感器和距離傳感器。

20、優(yōu)選的，所述多協議電路板外壁頂端安裝有多協議處理器；

21、多協議處理器包括：協議識別單元、數據解析和數據轉換；

22、協議識別單元負責對接收到的數據幀的協議類型進行識別，通過捕捉傳輸的數據幀，將捕獲到的數據幀中的地址字段與已知通信協議的地址特征進行對比來識別，如果地址字段是48位的mac地址，并且符合以太網的mac地址格式，那么系統(tǒng)判斷是通過以太網傳輸的有線網絡數據幀；如果是8位的設備地址，且與lorawan網絡的設備地址規(guī)則相符，那么系統(tǒng)判斷是lora數據幀；若是48位的ieee地址和16位短地址同時出現，系統(tǒng)判斷是是zigbee數據幀；若是48位的藍牙設備地址，系統(tǒng)判斷是藍牙數據幀；

23、數據解析針對wifi、lora、zigbee和藍牙通信協議的數據幀格式，配備了相應的芯片解析，當協議識別單元確定協議類型后，將數據傳輸給對應芯片進行解析，按照該協議的規(guī)則對數據幀進行拆解和解讀，提取出數據內容；

24、數據轉換是在解析完不同協議的數據后，為了實現多協議之間的數據交互和融合，將不同協議中表示地址的信息轉換為統(tǒng)一長度和格式的地址表示，將數據內容轉換為通用的數據結構，使得來自不同協議的數據能夠在設備內部進行統(tǒng)一的處理和分析。

25、優(yōu)選的，所述智能切換電路板外壁頂端通過引腳與智能切換處理器相連接，智能切換處理器根據環(huán)境感知模塊傳輸過來的信號強度值和距離值，計算和分析出當前的通信環(huán)境，當信號強度較弱且距離較遠時，選擇lora通信協議，當信號強度較強且中長距離時，選擇wifi通信協議，當信號強度較強且距離較近時，選擇藍牙通信協議，當信號強度較弱且距離較近時，選擇zigbee通信協議。

26、優(yōu)選的，所述加密電路板通過引腳與加密芯片相連接；

27、加密芯片包括：加密引擎、存儲單元和隨機數生成器；

28、加密引擎是加密芯片的核心部分，用于執(zhí)行加密規(guī)則和協議；

29、存儲單元用于安全地存儲密鑰和其他敏感數據，防止未經授權的訪問和篡改；

30、隨機數生成器用于產生高質量的隨機數，將這些隨機數設置在密鑰生成中能夠確保加密過程的安全性。

31、優(yōu)選的，所述感知電路板通過引腳與微處理器相連接；

32、所述微處理器包括：數據接收、數據處理和數據傳輸；

33、數據接收通過第四通信接口和第五通信接口，接收來自的信號強度傳感器和距離傳感器的原始數據；

34、數據處理是對接收到的原始數據進行處理，通過采樣率轉換，來提高數據的可用性；

35、數據傳輸是對數據處理過后的數據通過感知電路板上的第八通信接口和連接在接口上的第六數據線傳輸給智能切換模塊。

36、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

37、1.本發(fā)明通過安裝有多協議融合通信模塊，實現了對wifi、lora、zigbee和藍牙多種通信協議的兼容支持，通過協議識別、數據解析和格式轉換功能，解決了異構網絡間數據交互的難題，顯著提升了設備在復雜物聯網環(huán)境中的適應性和通信效率，解決了傳統(tǒng)物聯網設備協議單一的問題；

38、2.本發(fā)明通過安裝有智能切換模塊，實現了基于環(huán)境感知的動態(tài)通信協議優(yōu)化選擇，通過實時分析信號強度與距離數據，智能切換處理器自動選擇最優(yōu)通信協議，在保障通信質量的同時降低能耗，延長設備續(xù)航；

39、3.本發(fā)明通過安裝有安全加密模塊，實現了端到端數據安全防護，通過加密芯片內置的硬件級加密引擎、密鑰存儲和隨機數生成器，對多協議傳輸數據進行加密處理，有效抵御攻擊和數據泄露風險，滿足物聯網設備對敏感數據的高安全性需求；

40、4.本發(fā)明通過安裝有環(huán)境感知模塊，實現了通信環(huán)境的實時智能感知，通過信號強度傳感器與超聲波距離傳感器的協同工作，結合微處理器的數據處理與解析能力，為協議切換提供精準的環(huán)境參數支持，使設備能夠自適應復雜多變的部署場景。